CN106946380A - 一种高浊度废水净化装置及废水净化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高浊度废水净化装置及废水净化方法，包括净化罐、泵机，进水管上连通有混凝剂罐，导管上设有节流阀，导管通过横向设置的混流管与净化罐的底端连通，导管与混流管、混流管与净化罐均采用切向连接；净化罐内设有顶端开口的收集腔，收集腔底端连通有储存腔；净化方法包括污水与混凝剂的预混合及过滤；该净化装置中的液体流速低、能耗少、且设备运行及维护的成本低，净化方法操作简单、净化效果好，能够处理悬浮固体含量超过500mg/L，甚至达到5000mg/L以上的高浊度废水。
Description
技术领域
本发明涉及废水净化领域，具体的涉及一种高浊度废水净化装置及废水净化方法。
背景技术
高浊度废水是工业化社会的副产品，例如工业废水、居民下水道废水、屠宰场废水等，不经处理排放后，对环境的危害极大，但是，高浊度废水的净化方法是一直困扰企业及政府的难题，同时，阻碍了经济社会的发展。随着人们环保意识的增强，政府对各类高浊度废水提出了更高的净化标准。
目前，对于悬浮固体含量超过500mg/L，甚至超过5000mg/L的高浊度废水，净化方法不多，且成本较高。现有公开的技术中，一般采用离心处理的方法，其中一种是采用离心力和一系列叶片将一定动能量的流体送入旋转净化的水净化系统，但这种系统需要求入水具有一定动能来保持系统高速旋转，其原理复杂，难以实现；国外文献报道了一种分离器，采用离心加速废水通过一多层过滤器从而达到固液分离，但本技术要求废水流速较高，当流速较低时，悬浮颗粒易于聚集在过滤器上，导致过滤器堵塞；另外，近年来也出现了一些独特的方法来处理高浊度废水，例如：利用活虾吞食污泥池中的污染物、利用反渗透膜过滤高流速的废水，等，不幸的是，活虾由于过度污染导致死亡，反渗透膜过滤器经常遇到滤膜堵塞的问题，从而导致净化废水的成本增加。鉴于现有技术的不足，寻找一种低流速、低能耗、不易堵塞、净化效果好且成本低的高浊度废水处理系统已迫在眉睫。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高浊度废水净化装置及废水净化方法，该方案的净化装置液体流速低、能耗少、且设备运行及维护的成本低，该净化方法操作简单、净化效果好、净化效率高，且能够处理悬浮固体含量超过500mg/L，甚至达到5000mg/L以上的高浊度废水。
为解决上述问题，本发明提供了如下技术方案：一种高浊度废水净化装置，包括净化罐、泵机，泵机的进水端连接有进水管，进水管上连通有混凝剂罐，泵机的出水端通过进料弯管与混合罐连通；混合罐出料端设有导管，导管上设有节流阀，导管切向连通有混流管，混流管与净化罐的侧壁底端切向连接；净化罐内设有顶端开口的收集腔，净化罐的内壁与收集腔的外壁之间设有环形空腔，收集腔底端连通有储存腔，储存腔底部设有沉淀物出口；净化罐顶端设有净水出口。
本发明的技术方案还包括：所述净化罐内设有过滤件，净化罐顶部设有抑制网，抑制网四周与净化罐内壁贴合，抑制网下侧设有冲洗组件。
本发明的技术方案还包括：所述过滤件为球形过滤件，球形过滤件的比重小于1，球形过滤件的数量不少于1个，净化装置工作时，球形过滤件漂浮于净化罐顶部的抑制网下方。
本发明的技术方案还包括：所述冲洗组件包括冲洗管和端口，端口为蘑菇型端口，蘑菇型端口数量不少于1个。
本发明的技术方案还包括：所述冲洗管通过回流管与储存腔连通。
本发明的技术方案还包括：所述回流管数量不少于1根，回流管上设有清洗口和阀门，清洗口设有清洗阀门，清洗口置于其中一根回流管上；回流管数量增加有助于提高净化罐内液体流速，提高净化效率。
本发明的技术方案还包括：所述混凝剂罐包括混凝剂罐一和混凝剂罐二，混料罐内设有混料球，混料球为陶瓷球。
本发明的目的之二是提供一种高浊度废水净化方法，具体步骤如下。
(1)预混合：向高浊度废水中添加混凝剂，掺有混凝剂的高浊度废水通过泵机送入进料弯管，之后进入混合罐进行预混合，混合之后的高浊度废水沿净化罐罐壁的切向方向进入净化罐；
(2)过滤：具有一定流速和水压的废水在净化罐内低速旋转，在混凝剂的作用下，废水中的悬浮颗粒相互作用形成较大颗粒的絮凝物，絮凝物克服自身重力上升，在收集腔顶端附近聚集，形成由絮凝物组成的过滤区，过滤区的絮凝物在循环液流作用下进入收集腔，并在重力作用下落入储存腔；
(3)净水通过净化罐顶端的净水出口排出并收集，储存腔内的沉淀物通过其底端的出口排出。
作为优选，本发明的技术方案还包括：净化方法含有第二级过滤，具体步骤为：位于净化罐顶端的多个悬浮的球形过滤件组成第二过滤层，穿过过滤区的小颗粒悬浮物在此处被球形过滤件吸附，净化装置停止运行后，利用冲洗组件中的清水对球形过滤件进行冲洗，小颗粒悬浮物脱离球形过滤件，在重力作用下落入储存腔。
本发明的技术方案还包括：所述储存腔中的液体通过回流管回流至第二过滤层，液体中所含颗粒在自重下落入储存腔。根据过滤的液压原理，当液体流到第二过滤层更高处时，其流体压力小于第二过滤区低处的压力，利用这种自然形成的压力差，在冲洗组件与储存腔之间设置回流管，储存腔内的液体自然地提升到冲洗组件的端口处，增加了第二过滤层内液体流速，提高了装置的净化效率，同时对储存腔内的沉淀物起到了浓缩作用。
本发明的有益效果是：
(1)高浊度废水经混合罐混合后，通过混流管进入净化罐，其中，混流管与净化罐采用切向连接，该连接方式有助于在净化罐内产生旋转液流，使废水中的絮凝物在旋转液流的作用下上升到一定位置，形成过滤区。同时，导管上设有节流阀，可用来调节液体流量和流速，通过调节节流阀，可将过滤区提高到一特定位置，该装置所需液体流速较低，能耗较少。
(2)过滤区完全由悬浮物及絮凝物自身聚集而成，无需安装过滤器、网格等其它设备，降低了运行及维护成本。废水中悬浮颗粒及絮凝物上升至过滤区后被拦截下来，同时，污水的圆周流动迫使悬浮物和絮凝体在这个区域高度聚集，在循环液流的作用下，絮凝物和悬浮物充分吸入压力较低的收集腔中间部位，并进入收集腔内，净化方法简单易行，净化效果好。
(3)该净化装置及净化方法操作简单，通过多次实验证明，该装置及净化方法对高浊度废水净化效果显著，能够处理悬浮固体含量超过500mg/L，甚至达到5000mg/L以上的高浊度废水。
附图说明
图1为本发明具体实施方式中一种高浊度废水净化装置的结构示意图。
图2为混流管与净化罐的连接示意图。
图3为冲洗组件的结构示意图。
其中，1为净化罐，2为储存腔，3为泵机，4为混凝剂罐一，5为混凝剂罐二，6为污水池，7为进料弯管，8为混合罐，9为陶瓷混料球，10为导管，11为节流阀，12为混流管，13为收集腔，14为球形过滤件，15为抑制网，16为冲洗组件，17为端口，18为回流管，19为清洗口，20为阀门，21为过滤区，22为净水出口，23为沉淀物出口。
具体实施方式
下面结合实例及附图，对本发明的技术方案进行详细的说明。
如图所示，本发明的一种高浊度废水净化装置，包括净化罐1、泵机3，泵机3的进水端通过进水管与污水池6连通，进水管上连通有混凝剂罐一4和混凝剂罐二5，泵机3的出水端通过进料弯管7与混合罐8连通，混合罐8内设有陶瓷混料球9；混合罐8出料端设有导管10，导管10上设有节流阀11，导管10通过横向设置的混流管12与净化罐1的底端连通，导管10与混流管12采用切向连接，混流管12与净化罐1采用切向连接；净化罐1内设有顶端开口的收集腔13，收集腔顶端区域为过滤区21，收集腔13底端连通有储存腔2，储存腔2置于净化罐1下方，储存腔2底部设有沉淀物出口23；净化罐1内设有多个球形过滤件14，球形过滤件14的比重小于1，净化罐1顶部设有抑制网15，抑制网15四周与净化罐1内壁贴合，抑制网15下侧设有冲洗组件16，冲洗组件16包括冲洗管和多个蘑菇型端口17，冲洗管通过两根回流管18与储存腔2连通，其中一根回流管18上设有清洗口19和阀门20，阀门20置于清洗口19下方，清洗口19设有清洗阀门，另一根回流管18只设有阀门20；净化罐1顶端设有净水出口22。
本发明的一种高浊度废水净化装置及废水净化方法，其工作原理如下：泵机抽取高浊度废水后，在进水管中掺入混凝剂，掺有混凝剂的废水泵送到混合罐中进行充分混合，在混凝剂的作用下，小颗粒悬浮物之间相互作用形成大颗粒的絮凝物；混合罐内的废水沿切向方向进入净化罐内，具有一定流速的废水在净化罐内做低速的旋转流动，其中的絮凝物及悬浮颗粒在旋转液流作用下慢慢上升，上升至一定位置后停止并聚集在收集腔顶端口附近，形成由絮凝物及悬浮颗粒自身组成的过滤区，通过节流阀调节废水的流量及流速，可调整过滤区的位置；连续的上升力迫使过滤区下方悬浮物继续上升，升至过滤区后被拦截下来，同时，污水的圆周流动迫使悬浮物和絮凝体在这个区域高度聚集，在循环液流的作用下，几乎所有的絮凝物和悬浮物都会被吸入压力较低的收集腔中间部位，并落入收集腔内，之后沉淀到储存腔。极少数未被过滤区拦截的小颗粒悬浮物继续上升至球形过滤件区域，此区域为第二过滤层，主要由多个球形过滤件及清洗组件组成，第二过滤层可将过滤区疏漏的固体颗粒吸附并过滤，过滤完成后，停止设备中的泵机，开启位于第二过滤层中间位置的冲洗装置，将球形过滤件附着的颗粒冲洗掉，被冲洗的颗粒通过自重落入储存腔。另外，根据过滤的液压原理，当液体流到第二过滤层更高处时，其流体压力小于第二过滤区低处的压力，利用这种自然形成的压力差，在冲洗组件与储存腔之间设置回流管，储存腔内的液体自然地提升到冲洗组件的端口处，增加了第二过滤层内液体流速，提高了装置的净化效率，同时对储存腔内的沉淀物起到了浓缩作用，装置运行时，回流管上的阀门处于开启状态，清洗阀门处于关闭状态，用于冲洗时，阀门关闭，打开清洗阀门，冲洗水通过清洗口接入；本装置过滤后的净水通过净化罐顶端的净水出口排出并收集，储存腔内的沉淀物通过其底端的沉淀物出口排出。
实施例1：
采用附图所示的高浊度废水净化装置，对玻璃粉自来水进行净化处理，方法如下。
(1)预混合：向玻璃粉自来水中添加混凝剂，泵机将掺有混凝剂的废水送入进料弯管，之后进入带有混料球的混合罐进行预混合，混合之后的废水沿净化罐罐壁的切向方向进入净化罐；
(2)过滤：废水在沿净化罐内内壁低速旋转，在混凝剂的作用下，废水中的悬浮颗粒相互作用形成较大颗粒的絮凝物，絮凝物克服自身重力上升，在收集腔顶端开口附近聚集，形成由絮凝物组成的过滤区，过滤区的絮凝物在循环液流作用下进入收集腔，并在重力作用下落入储存腔；
(3)第二级过滤：穿过过滤区的小颗粒悬浮物继续上升至净化罐顶端，位于净化罐顶端的多个悬浮的球形过滤件组成第二过滤层，小颗粒悬浮物在此处被球形过滤件吸附，停止净化装置的泵机及混料装置，清水通过回流罐的清洗口，并通过冲洗组件对球形过滤件进行冲洗，小颗粒悬浮物脱离球形过滤件，在重力作用下落入储存腔；
(4)净水通过净化罐顶端的净水出口排出并收集，储存腔内的沉淀物通过其底端的出口排出。
玻璃粉自来水净化前后水质检测数据对比表如下。
| 项目 | 检测依据 | 末处理 | 处理后 |
| 浑浊度 | GB/T5750-2006散射法 | 3035NTU | 0.405NTU |
| 悬浮物 | GB/T11901-1989重量法 | 1.49X104mg/L | ＜5mg/L |
实施例2：
采用附图所示的高浊度废水净化装置，对脱硫废水进行净化处理，具体净化步骤与实施例1相同。
脱硫废水净化前后水质检测数据对比表如下。
| 项目 | 检测依据 | 末处理 | 处理后 |
| 浑浊度 | GB/T5750-2006散射法 | ＞4000NTU | 2.68NTU |
| 悬浮物 | GB/Tl1901-1989重量法 | 2.61×105mg/L | ＜5mg/L |
两组实施例的检测数据表明，本发明的高浊度废水净化装置对废水的净化效果显著，尤其是对高浊度废水(＞5000mg/L)的净化能力突出。
本发明的保护范围不仅限于上述实例，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种同原理的修改均落于本申请所附权利要求限定的范围。
Claims (10)
1.一种高浊度废水净化装置，包括净化罐、泵机，其特征在于：所述泵机的进水端连接有进水管，所述进水管上连通有混凝剂罐，所述泵机的出水端通过进料弯管与混合罐连通；所述混合罐出料端设有导管，导管上设有节流阀，所述导管切向连通有混流管，所述混流管与净化罐的侧壁底端切向连接；所述净化罐内设有顶端开口的收集腔，所述净化罐的内壁与收集腔的外壁之间设有环形空腔，所述收集腔底端连通有储存腔，所述储存腔底部设有沉淀物出口；所述净化罐顶端设有净水出口。
2.根据权利要求1所述的高浊度废水净化装置，其特征在于：所述净化罐内设有过滤件，净化罐顶部设有抑制网，所述抑制网四周与净化罐内壁贴合，所述抑制网下侧设有冲洗组件。
3.根据权利要求2所述的高浊度废水净化装置，其特征在于：所述过滤件为球形过滤件，所述球形过滤件的比重小于1，球形过滤件的数量不少于1个。
4.根据权利要求2所述的高浊度废水净化装置，其特征在于：所述冲洗组件包括冲洗管和端口，所述端口为蘑菇型端口，所述蘑菇型端口数量不少于1个。
5.根据权利要求4所述的高浊度废水净化装置，其特征在于：所述冲洗管通过回流管与储存腔连通。
6.根据权利要求5所述的高浊度废水净化装置，其特征在于：所述回流管数量不少于1根，所述回流管上设有清洗口和阀门，所述清洗口设有清洗阀门，所述清洗口置于其中一根回流管上。
7.根据权利要求1所述的高浊度废水净化装置，其特征在于：所述混凝剂罐包括混凝剂罐一和混凝剂罐二，所述混料罐内设有混料球，所述混料球为陶瓷球。
8.一种高浊度废水净化方法，具体步骤为：
（1）预混合：向高浊度废水中添加混凝剂，掺有混凝剂的高浊度废水通过泵机送入进料弯管，之后进入混合罐进行预混合，混合之后的高浊度废水沿净化罐罐壁的切向方向进入净化罐；
（2）过滤：具有一定流速和水压的废水在净化罐内低速旋转，在混凝剂的作用下，废水中的悬浮颗粒相互作用形成较大颗粒的絮凝物，絮凝物克服自身重力上升，在收集腔顶端附近聚集，形成由絮凝物组成的过滤区，所述过滤区的絮凝物在循环液流作用下进入收集腔，并在重力作用下落入储存腔；
（3）净水通过净化罐顶端的净水出口排出并收集，储存腔内的沉淀物通过其底端的出口排出。
9.根据权利要求8所述的高浊度废水净化方法，其特征在于：包括第二级过滤，具体步骤为：位于净化罐顶端的多个悬浮的球形过滤件组成第二过滤层，穿过过滤区的小颗粒悬浮物在此处被球形过滤件吸附，净化装置停止运行后，利用冲洗组件中的清水对球形过滤件进行冲洗，小颗粒悬浮物脱离球形过滤件，在重力作用下落入储存腔。
10.根据权利要求8所述的高浊度废水净化方法，其特征在于：所述储存腔中的液体通过回流管回流至第二过滤层，液体中所含颗粒在自重下落入储存腔。
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- 2017-05-11 CN CN201710331013.0A patent/CN106946380B/zh active Active
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